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Title | [한국연구재단] (연구성과) 그린 수소 저장용 암모니아 저온 합성을 위한 고성능 헤테로더블원자 촉매 슈퍼컴퓨터 설계 |
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그린 수소 저장용 암모니아 저온 합성을 위한 고성능 헤테로더블원자 촉매 슈퍼컴퓨터 설계 □ 국내 연구진이 슈퍼컴퓨터를 이용한 양자역학 계산 기법을 활용, 촉매 활성 변화의 원인을 밝혀 촉매 설계의 가이드라인을 제시함과 동시에 이를 활용한 신촉매 물질을 발견하였다. □ 한국연구재단(이사장 이광복)은 함형철 교수(인하대학교), 이관영 교수(고려대학교), 한종희 교수(한국에너지공과대학교) 연구팀이 양자역학 시뮬레이션을 통해 전기화학적 암모니아 합성을 위한 고성능‘헤테로더블원자’ 촉매 소재를 개발했다고 밝혔다. □ 전기화학적 질소 환원을 통한 암모니아의 상온/상압 합성 공정은 촉매의 높은 과전압과 낮은 선택도 때문에 개발이 매우 어려웠다. □ 이에 연구팀은 슈퍼컴퓨터를 이용한 양자역학 계산을 통해 촉매 활성을 극대화할 수 있는 원자 수준의 촉매, 특히 서로 다른 2개의 원자가 쌍으로 존재하는 헤테로더블원자를 설계하였다. □ 가이드라인에 따라 금속 원자들의 조성 조합을 통해 촉매 후보 물질을 빠르게 탐색, 루세늄(Ru) 단원자 촉매에 비해 36% 향상된 활성을 보이며 암모니아 합성 효율이 증가된 루세늄-철(Ru-Fe), 루세늄-오스뮴(Ru-Os) 촉매를 도출하였다. □ 함형철 교수는“양자역학 계산이 미지의 암모니아 합성 반응에 대한 원리 규명과 헤테로더블원자 촉매 개발 시간 단축에 중요한 역할을 한 것”이라며, “후속 연구를 통해 상용화가 가능한 수준까지 촉매의 성능을 끌어올릴 것”이라고 계획을 밝혔다. □ 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구사업 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 머티리얼스 케미스트리 에이(Journal of Materials Chemistry A)’에 1월 11일 게재되었다. |
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Category | Tech trends(Korea) |
Source | 한국연구재단 |
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